[實用新型]一種用于轉移石墨烯薄膜的工裝裝置

有效

• 申請號: 201420776038.3
• 申請日: 2014-12-11
• 公開（公告）號: CN204434288U
• 公開（公告）日: 2015-07-01
• 發明（設計）人: 鐘達;史浩飛;邵麗;張鵬飛;余杰
• 申請（專利權）人: 重慶墨希科技有限公司;中國科學院重慶綠色智能技術研究院
• 主分類號: C01B31/04
• 分類號: C01B31/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種工裝裝置，特別涉及到一種用于轉移石墨烯薄膜的工裝裝置。?

背景技術

石墨烯是碳原子按sp²雜化軌道組成六角型晶格的單原子層平面薄膜，作為一種新型半導體材料，具有高透光率、高導電率的特點。化學氣相沉積法制備石墨烯是利用甲烷等含碳化合物作為碳源，通過碳源在催化基底表面的高溫分解生長得到石墨烯。催化基底一般選用銅、鎳、鉑等過渡金屬元素制成的薄片，由于銅基底在化學氣相沉積法制備石墨烯時表現出獨特的“自限生長”，因此適用于工業化大規模制備單層石墨烯薄膜。

目前實驗室主要采用化學氣相沉積方法在催化基底上制備石墨烯薄膜，然后在表面旋涂有機物支撐層，將帶有支撐層的石墨烯放入刻蝕液中，由于有機物支撐層密度小，能夠讓薄膜漂浮在刻蝕液的液面上，待催化基底被刻蝕完畢后，將帶有支撐層的石墨烯表面的刻蝕液殘留洗凈，吹干，然后去除表面的支撐層便可用于下一步的石墨烯轉移工藝。實驗室所用的石墨烯片的面積一般?在2?cm×2?cm，而工業化大規模生產所得到生產石墨烯薄膜在切片后的面積至少為25?cm×25?cm，這樣大面積的石墨烯薄膜在表面貼合支撐層特別是熱釋放膠帶或者硅膠膠帶這樣柔軟的支撐層后，若直接放入刻蝕液中進行溶解，由于整個支撐層比較柔軟，特別是在催化基底被溶解后，由于石墨烯層暴露出來，若支撐層沒有良好的固定，則容易發生彎曲變形，導致附著在支撐層上的石墨烯發生彎曲或者變形，破壞石墨烯的完整性，此外，石墨烯層在刻蝕開始或者結束后若沒有輔助固定，則在移動支撐層時，容易發生石墨烯與刻蝕液槽壁發生碰撞的情況，從而導致石墨烯損傷。為提高石墨烯產品質量，需要輔助工裝裝置對支撐層進行固定，從而減少石墨烯層與周圍物體碰撞的可能性，提高產品質量。另外，采用傳統的一片支撐層在刻蝕液表面漂浮的方式，效率低，為有效提高整個刻蝕液槽的空間利用率，需要一種能夠同時進行多片催化基底進行刻蝕的工裝裝置。

實用新型內容

有鑒于此，本實用新型的目的是提供一種用于轉移石墨烯薄膜的工裝裝置，能夠同時進行多片催化基底進行刻蝕。

本實用新型的用于轉移石墨烯薄膜的工裝裝置包括底板、與底板固定連接的固定柱和墊片；所述墊片可以穿過固定柱，用于隔離石墨烯薄膜支撐層。

進一步地，所述與底板固定連接的固定柱數量為8個。

進一步地，所述與底板固定連接的固定柱為圓形或方形。

進一步地，所述與底板固定連接的固定柱為圓形時，其直徑為0.1?cm-3?cm。

進一步地，底板、與底板固定連接的固定柱和墊片均采用PVC或PTFE制成。

進一步地，所述墊片厚度為1?cm-10?cm。

本實用新型提供的工裝裝置的使用方法如下：

1)??????取長度為200-400?cm，寬度為200-400?cm的熱釋放膠帶或者硅膠帶作為支撐層，支撐層的面積與工裝裝置的底板大小相當，并按照底板上固定柱的位置對支撐層進行打孔，之后，撕開釋放膠層上的保護膜，然后采用“卷對卷”方式，取催化基底上有石墨烯的一面與釋放膠層或硅膠層進行貼合，催化基底在支撐層中間區域，其面積要比固定柱的內側區域小。

2)??????在底板的各個固定柱上套上數量相同的墊片，然后將支撐層按照催化基底一側朝底板的方式放入，此時，底板上的固定柱剛好將支撐層固定住。之后按照每個固定柱上放一層墊片，放一片支撐層樣片的形式放置。

3)??????當套完最后墊片后，在固定柱上套上耐腐蝕的橡皮圈，固定支撐層樣片和墊片。然后將整個裝置放在漏網上，然后隨漏網緩慢放入刻蝕液中，等待催化基底被刻蝕完畢，提起漏網，待裝置不再滴刻蝕液后，將漏網隨工裝裝置送至清洗槽，用清水沖洗干凈。吹干后，取下固定柱上的橡皮圈，再依次取出墊片，取出暴露出石墨烯的支撐層。

4)??????將支撐層的石墨烯面與目標基底（PET、玻璃、二氧化硅等）進行貼合。通過加熱或者剝離方式將支撐層分離，得到表面有石墨烯的目標基底。

5)??????墊片、漏網和刻蝕液槽、清洗槽全部采用耐酸堿腐蝕的工程塑料制成，其中，工裝裝置的底板內嵌鉛等金屬材料，保證工裝裝置能夠在刻蝕時，整個裝置能沉沒在刻蝕液液面之下。從而保證所有支撐層上的催化基底都能夠與刻蝕液相接觸。

與現有技術相比，本實用新型的用于轉移石墨烯薄膜的工裝裝置的有益效果在于：能夠同時對多片催化基底進行刻蝕，提高生產效率，同時，工裝裝置能夠在轉移石墨烯的過程中通過固定支撐層用于保護石墨烯。本實用新型的工裝裝置還具有結構簡單，易于制造的優點。